WikiDer > Zener-Effekt

Es Zener-Effekt, benannt nach dem Entdecker Clarence Melvin Zener, ein amerikanischPhysiker, ist das Phänomen, dass in einem stark dotierten pn-Übergang, angeschlossen im Sperrrichtung, bei ausreichend hoch Stromspannung noch Leitung durch kostenlose Ladungsträger stattfinden. Diese Leitung ist das Ergebnis der Tunneleffekt. Die Schwellenspannung, oberhalb derer dieser Effekt auftritt, wird Zenerspannung erwähnt. Der Zener-Effekt findet Anwendung in Zenerdioden.

Jeder pn-Übergang wird in Sperrrichtung leiten, wenn die Spannung nur groß genug wird, größer als die Durchbruchspannung: die Diode 'bricht durch'. Dies ist jedoch nicht reversibel und eine gewöhnliche Diode fällt dadurch aus. Das nennt man Lawineneffekt. Der Lawineneffekt ist bei einer Spannung von mehr als 6 Volt dominant und hat einen positiven Temperaturkoeffizient

Beim Zener-Effekt ist die Leitung in umgekehrter Richtung auf die Tunneleffekt oder eine Kombination davon mit dem Lawineneffekt. Bei Spannungen unter 5 Volt ist der Tunneleffekt (negativer Temperaturkoeffizient) dominant. Zenerdioden mit einer Zenerspannung zwischen 5 und 6 Volt (5,6 Volt) haben aufgrund der Kombination des negativen Temperaturkoeffizienten und des positiven des Lawineneffekts eine begrenzte Temperaturabhängigkeit.

Möglich wird der Tunneleffekt durch die Verschiebung des Energiebänder in der p- und n-Zone aufgrund der starken Dotierung. Als Ergebnis sind die unbesetzten Zustände im Leitungsband das gleiche Energie wenn die besetzten Staaten im Valenzband, so dass freie Ladungsträger ohne Energieabsorption mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit vom Valenzband in das Leitungsband übergehen können.